Презентация по химии по теме «Коррозия металлов и способы защиты от коррозии» (9 класс)

Урок химии по теме “Коррозия металлов и способы защиты от коррозии" Подготовила учитель химии СШ РГКП «Республиканский центр реабилитации для детей и подростков» Лепесбаева Сандугаш Кайратовна

Цели урока: сформировать представление учащихся о механизме коррозийных процессов, об их последствиях и способах защиты от коррозии; развивать умение работать с опорным конспектом, наблюдать, делать выводы; воспитывать эмоциональное отношение к изучаемому явлению.

В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.

Что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечима больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.

Чугун Сплав железа с углеродом (2-4%) Сталь Сплав железа с углеродом (меньше 2%) Применяется в фасонном литье При добавлении легирующих элементов улучшает качества

Коррозия – рыжая крыса, Грызёт металлический лом. В. Шефнер Ежегодно в мире «теряется» до ¼ произведённого железа…

А.Н.Несмеянов Знать – значит победить!

Путешествие по царству «Рыжего дъявола» ст. Информационная ст. Экспериментальная ст. Практическая

разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды. Коррозия

Виды коррозии

- вид коррозии, протекающий в средах, непроводящих электрический ток. Коррозия происходит в результате взаимодействия металла с разрушающим его веществом. Химическая коррозия Образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом: 8ē 3Fe0 + 2O20 → (Fe+2Fe2+3)O4-2 Видео- фрагмент Лабораторный опыт – накаливание медной проволоки

Электрохимическая коррозия - в среде электролита возникает электрический ток при контакте двух металлов (или на поверхности одного металла, имеющего неоднородную структуру); - коррозия напоминает работу гальванического элемента: происходит перенос электронов от одного участка металла к другому (от металла к включению). Видео- фрагмент

Образующиеся на аноде ионы Fe2+ окисляются до Fe3+ : 4Fe2+ (водн.) + O2 (г.) + (2n + 4)H2O (ж.) = 2Fe2O3•nH2O (тв.) + 8H+ (водн.) Коррозия металла на влажном воздухе

Fe NaCl+NaOH Fe NaCl Fe Cu NaCl Fe Zn NaCl Fe H2O №1 №2 №3 №4 №5

Железо слабо прокорродировало в воде, в чистой воде коррозия идет медленнее, т. к. вода слабый электролит. Сравним результаты опытов № 2 и № 5

Добавка к воде NaCl усиливает коррозию Fe. добавка к раствору NaCl – NaOH, как видно из опыта, наоборот ослабила коррозию, ржавчины нет. Сравним результаты опытов № 1 и № 2

Т. о. скорость коррозии данного металла зависит от состава омывающей среды. Одни составные части омывающий металл среды, в частности Cl- - ионы усиливают коррозию металлов, другие составные части могут ослаблять коррозию. Коррозия Fe ослабевает в присутствии OH- - ионов.

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с цинком, а в другом нет. В пробирке № 2 осадок бурого цвета – это ржавчина, а в пробирке № 4 осадок – белого цвета – это Zn(OH)2 Вывод: В опыте № 4 корродировало не Fe, а Zn , т. к. железо почти не корродирует, если оно соприкасается с цинком. Сравним результаты опытов № 2 и № 4

Окисляется Zn, как более активный металл А (-) отщепляющиеся от его атомов перемещаются на поверхность Fe и восстанавливают К (+) Fe

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с медью, а в другом нет. В обеих пробирках произошла коррозия и появился бурый осадок ржавчины. В пробирке №2 ржавчины получилось меньше, чем в пробирке №3. Вывод: таким образом, коррозия и ржавление железа сильно усиливается, когда оно соприкасается с медью. Сравним результаты опытов № 2 и № 3

А (-) К (+) Cu Реакция растворенного в воде кислорода с железом приводит к образованию бурой ржавчины.

Коррозия металла резко усиливается, если он соприкасается с каким-либо другим, менее активным металлом, т. е. расположенным в электрохимическом ряду напряжений металлов правее его. Но коррозия замедляется, если металл соприкасается с другим металлом, расположенным левее в электрохимическом ряду напряжений металлов, т. е. более активным.

- Изоляция металла от среды - Изменение состава металла (сплава) - Изменение среды Защита от коррозии

Барьерная защита - механическая изоляция поверхности при использовании поверхностных защитных покрытий: неметаллических (лаки, краски, смазки, эмали, гуммирование (резина), полимеры); металлических (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au и др.); химических (пассивирование концентрированной азотной кислотой, оксодирование, науглероживание и др.)

Какое поверхностное защитное покрытие использовалось в данном случае? К какой группе поверхностных защитных покрытий оно относится? Барьерная защита

Какое поверхностное защитное покрытие использовалось в данном случае? К какой группе поверхностных защитных покрытий оно относится? Видео- фрагмент Барьерная защита

Изменение состава металла (сплава) Протекторная защита - добавление в материал покрытия порошковых металлов, создающих с металлом донорские электронные пары; создание контакта с более активным металлом (для стали - цинк, магний, алюминий). Под действием агрессивной среды постепенно растворяется порошок добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

К основной конструкции прикрепляются заклёпки или пластины из более активного металла, которые и подвергаются разрушению. Такую защиту используют в подводных и подземных сооружениях.

Пропускание электрического тока в направлении, противоположном тому, который возникает в процессе коррозии. Изменение состава металла (сплава) Электрозащита

В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. Изменение состава металла (сплава) Видео- фрагмент

Введение в металл легирующих добавок: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W и др. Изменение состава металла (сплава) Легирование

Изменение среды Ингибирование Введение веществ, замедляющих коррозию (ингибиторов): - для кислотной коррозии: азотсодержащие органические основания, альдегиды, белки, серосодержащие органические вещества; - в нейтральной среде: растворимые фосфаты (Na3PO4), дихроматы (K2Cr2O7), сода (Na2CO3), силикаты (Na2SiO3); - при атмосферной коррозии: амины, нитраты и карбонаты аминов, сложные эфиры карбоновых кислот.

В какой пробирке гвоздь не заржавел и почему? Изменение среды

Изменение среды Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию: нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода (например, 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4).

Подумай и объясни (домашнее задание) 1. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили пластинку из Zn и пластинку из Zn, частично покрытую Cu. В каком случае процесс коррозии происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов. 2. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.